c++ - 什么是代码分支

Question

什么是代码分支？我在很多地方都看到过它，尤其是有点玩弄，但从来没有真正想过它？

它是如何减慢程序速度的？我在编码时应该考虑什么？

我看到提到了 if 语句。我真的不明白这样的代码怎么会减慢代码速度。如果条件为真执行以下指令，否则跳转到另一组指令？我看到另一个线程提到“分支预测”，也许这就是我真正迷路的地方。有什么可预测的？条件就在那里，只能为真或为假。

我不认为这是 this related question 的拷贝.链接的线程正在谈论关于未排序数组的“分支预测”。我在问什么是分支以及为什么需要预测。

Answer 1

最简单的分支示例是 if 语句:

if (condition)
    doSomething();

现在，如果 condition 为 true，则执行 doSomething()。如果不是，则执行分支，跳转到 if 结束后的语句。

在非常简单的机器伪代码中，这可能会被编译成如下几行:

TEST condition
JZ   label1       ; jump over the CALL if condition is 0
CALL doSomething
@@label1

分支点是JZ指令。后续的执行点取决于condition的测试结果。

分支会影响性能，因为现代处理器会提前预测分支的结果并执行推测性执行。如果预测结果是错误的，那么投机执行就必须取消。

如果您可以安排代码使预测成功率更高，那么性能就会提高。这是因为推测执行的代码现在的开销更少，因为它甚至在需要之前就已经执行了。这是可能的，因为现代处理器是高度并行的。可以使用备用执行单元来执行此推测执行。

现在，有一种代码永远不会出现分支预测未命中的情况。那是没有分支的代码。对于无分支代码，推测执行的结果总是有用的。因此，在所有其他条件相同的情况下，没有分支的代码比有分支的代码执行得更快。